Destylacja z parą wodną

Podobne dokumenty
Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego

RÓWNOWAGA CIECZ PARA W UKŁADZIE DWUSKŁADNIKOWYM

DESTYLACJA JAKO METODA WYODRĘBNIANIA I OCZYSZCZANIA ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

ĆWICZENIE 22 WYZNACZANIE CIEPŁA PAROWANIA WODY W TEMPERETATURZE WRZENIA

PROCESY JEDNOSTKOWE W TECHNOLOGIACH ŚRODOWISKOWYCH DESTYLACJA

K raków 26 ma rca 2011 r.

Pomiary ciepła spalania i wartości opałowej paliw gazowych

Badanie zależności temperatury wrzenia wody od ciśnienia

Wyznaczenie WRPT w rektyfikacyjnej kolumnie z wypełnieniem

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

WNIKANIE CIEPŁA PRZY WRZENIU CIECZY

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA DYFUZJI W FAZIE GAZOWEJ

AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH: TECHNIKA PROCESÓW SPALANIA

K05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 2, zadanie nr 1 1

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wyznaczanie entalpii parowania wody na podstawie pomiaru temperaturowego współczynnika prężności pary

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

ZALEŻNOŚĆ CIŚNIENIA PARY NASYCONEJ WODY OD TEM- PERATURY. WYZNACZANIE MOLOWEGO CIEPŁA PARO- WANIA

AUTOMATYKA I STEROWANIE W CHŁODNICTWIE, KLIMATYZACJI I OGRZEWNICTWIE L4 STEROWANIE KOLUMNĄ REKTYFIKACYJNĄ

Wykład 8B. Układy o ograniczonej mieszalności

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wyznaczanie ciepła właściwego cieczy metodą kalorymetryczną

Ćwiczenie 5: Wymiana masy. Nawilżanie powietrza.

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Zależność napięcia powierzchniowego cieczy od temperatury. opracowała dr hab. Małgorzata Jóźwiak

Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

prędkości przy przepływie przez kanał

KATEDRA INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH LABORATORIUM INŻYNIERII CHEMICZNEJ, PROCESOWEJ I BIOPROCESOWEJ

DESTYLACJA KOTŁOWA MIESZANINY DWUSKŁADNIKOWEJ

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Parachora kilku związków organicznych. opracowała dr hab. Małgorzata Jóźwiak

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

chemia wykład 3 Przemiany fazowe

Wykonanie destylacji:

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

KOROZJA. Korozja kontaktowa z depolaryzacja tlenową 1

BADANIE WYMIENNIKÓW CIEPŁA

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. opracowali dr L.Bartel, dr M.Wasiak

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

Inżynieria procesów przetwórstwa węgla, zima 15/16

Laboratorium InŜynierii i Aparatury Przemysłu SpoŜywczego

AUTOMATYKA I POMIARY LABORATORIUM - ĆWICZENIE NR 15 WYMIENNIK CIEPŁA CHARAKTERYSTYKI DYNAMICZNE

Ćw. M 12 Pomiar współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa i za pomocą wiskozymetru Ostwalda.

A4.04 Instrukcja wykonania ćwiczenia

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 7

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

Technologia chemiczna. Zajęcia 2

WNIKANIE CIEPŁA PRZY KONDENSACJI PAR

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Ćwiczenie nr 1 Wyznaczanie charakterystyki statycznej termostatycznego zaworu rozprężnego

K02 Instrukcja wykonania ćwiczenia

ODWADNIANIE OSADÓW PRZY POMOCY WIRÓWKI SEDYMENTACYJNEJ

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 4

ĆWICZENIE NR 2 FILTRACJA PRASA FILTRACYJNA

Akademickie Centrum Czystej Energii. Ogniwo paliwowe

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK ELEKTRYCZNYCH ŹRÓDEŁ ŚWIATŁA

Badanie zależności temperatury wrzenia cieczy od ciśnienia

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, INSTYTUT INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ I POMIAROWEJ LABORATORIUM POMIARÓW WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH I-21

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Zadanie 1. Zadanie 2.

REKTYFIKACJA OKRESOWA MIESZANINY DWUSKŁADNIKOWEJ

Operacje wymiany masy oraz wymiany ciepła i masy

dr Dariusz Wyrzykowski ćwiczenia rachunkowe semestr I

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN KATEDRA URZĄDZEŃ MECHATRONICZNYCH LABORATORIUM FIZYKI INSTRUKCJA

Adsorpcyjne oczyszczanie gazów z zanieczyszczeń związkami organicznymi

KRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wyznaczanie lepkości wodnych roztworów sacharozy. opracowała dr A. Kacperska

BADANIE WSPÓŁCZYNNIKA WNIKANIA MASY W ZRASZANEJ KOLUMNIE WYPEŁNIONEJ

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

POMIARY WILGOTNOŚCI POWIETRZA

Katalityczne spalanie jako metoda oczyszczania gazów przemysłowych Instrukcja wykonania ćwiczenia nr 18

Termodynamika techniczna i chemiczna, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1

1. Część teoretyczna. Przepływ jednofazowy przez złoże nieruchome i ruchome

ZADANIE 1 W temperaturze 700 K gazowa mieszanina dwutlenku węgla i wodoru reaguje z wytworzeniem pary wodnej i tlenku węgla. Stała równowagi reakcji

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

Metodyka szacowania niepewności w programie EMISJA z wykorzystaniem świadectw wzorcowania Emiotestu lub innych pyłomierzy automatycznych

OZNACZENIE WILGOTNOSCI POWIETRZA 1

Zadania domowe z termodynamiki I dla wszystkich kierunków A R C H I W A L N E

KRYSTALIZACJA JAKO METODA OCZYSZCZANIA I ROZDZIELANIA SUBSTANCJI STAŁYCH

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

WIROWANIE. 1. Wprowadzenie

DESTYLACJA AZEOTROPOWA

TRANSPORT NIEELEKTROLITÓW PRZEZ BŁONY WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZEPUSZCZALNOŚCI

ĆWICZENIE NR 4 WYMIENNIK CIEPŁA

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

HYDRAULIKA KOLUMNY WYPEŁNIONEJ

BADANIE PARAMETRÓW PROCESU SUSZENIA

Wykład 3. Diagramy fazowe P-v-T dla substancji czystych w trzech stanach. skupienia. skupienia

NAGRZEWANIE ELEKTRODOWE

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA WNIKANIA CIEPŁA PODCZAS KONWEKCJI WYMUSZONEJ GAZU W RURZE

Kinetyka procesu suszenia w suszarce fontannowej

OZNACZANIE MASY MOLOWEJ SUBSTANCJI NIELOTNYCH METODĄ KRIOMETRYCZNĄ

A4.06 Instrukcja wykonania ćwiczenia

O LPG W PROSTYCH SŁOWACH. Mieszanina propanu i butanu- LPG GAZ, który ulega skropleniu w temperaturze pokojowej gdy ciśnienie wynosi od 2.2 do 4 atm.

ABSORPCYJNE OCZYSZCZANIE GAZÓW ODLOTOWYCH Z TLENKÓW AZOTU Instrukcja wykonania ćwiczenia 23

Rys.1. Zwężki znormalizowane: a) kryza, b) dysza, c) dysza Venturiego [2].

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Wojskowa Akademia Techniczna Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu

Wilgotność powietrza

Transkrypt:

Destylacja z parą wodną 1. prowadzenie iele związków chemicznych podczas destylacji przy ciśnieniu normalnym ulega rozkładowi lub polimeryzacji. by możliwe było ich oddestylowanie należy wykonywać ten proces w niższej temperaturze. Możliwe to jest po obniżeniu ciśnienia nad układem destylowanym lub co jest celem tego ćwiczenia po wprowadzeniu do układu gazu obojętnego (np. przez barbotaż). tym drugim przypadku gaz obojętny nasyca się związkiem destylowanym który następnie wyodrębnia się z tej mieszaniny. Ze względów praktycznych najkorzystniejsze jest stosowanie pary wodnej jako gazu obojętnego. Po skropleniu pary uzyskuje się mieszaninę wody i substancji destylowanej. Gdy ciecz nie miesza się z wodą lub miesza się tylko w nieznacznym stopniu można od razu uzyskać czysty produkt (). Zasady prowadzenia destylacji z parą wodną wyznaczania temperatury i wydajności tego procesu podano w skrypcie Procesy dyfuzyjne i termodynamiczne cz. I str. 35-36. Taki przebieg procesu uzyskuje się w warunkach całkowitego nasycenia pary wodnej substancją. tedy masa pary wodnej m potrzebnej do oddestylowania m kg substancji można obliczyć z równania: m m M y M P = = (1) 18y 18P gdzie: m m - masa substancji lub pary wodnej () kg M - masa cząsteczkowa substancji kg/kmol y y - ułamek molowy substancji lub P P - prężność pary nasyconej substancji lub w temperaturze destylacji Pa. praktyce często nie osiąga się stanu nasycenia pęcherzyków pary substancją destylowaną. ówczas stopień nasycenia E definiuje się zależnością: p E = (2) P gdzie: p - prężność cząstkowa substancji w fazie gazowej Pa Równanie określające stopień nasycenia E w wunkcji parametrów operacyjnych procesu i właściwości układu podali Sirdje i Romakow. Przepływ barbotującej pary podzielili na trzy zakresy: a) przepływ pojedynczy E = 1 a liczba C > 084

028 048 013 012 D M P C = Fr 18 nf h P (3) gdzie: Fr = w 2 /gd - liczba Frouda w - prędkość wypływu pary z dyszy bełkotki m/s g - przyspieszenie ziemskie m/s 2 D - średnia aparatu m - pole powierzchni przekroju aparatu m 2 f - pole powierzchni przekroju dyszy m 2 n - liczba dysz h - wysokość słupa cieczy nad bełkotką m. b) przepływ pianowy 084 > C > 0735 012 E = 117 Fr nf c) przepływ strumieniowy C < 0735 E = 552Fr 048 nf 028 048 013 D h D h M P 18 P 10 23 048 M P 18 P (4) (5) 2. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobem wykonywania destylacji różniczkowej (kotłowej) z parą wodną oraz wyznaczenie stopnia nasycenia pary wodnej substancją destylowaną przy różnych prędkościach wypływu pary wodnej z dyszy bełkotki. 3. paratura Schemat aparatury do badania procesu destylacji z parą wodną pokazano na rys. 1. Do ogrzewanej elektrycznie wytwornicy pary w sposób ciągły dopływa woda poprzez regulator poziomu wody (2). Napięcie na grzałkach wytwornicy pary regulowane jest autotransformatorem 2. Para wodna z wytwornicy przepływa przez bełkotkę (6) do wyparki (kolby destylacyjnej) (3) zawierającej substancję destylowaną. by utrzymać właściwą temperaturę w wyparce tzn. aby para wodna nie uległa w niej skropleniu należy ją ogrzewać. Napięcie na grzałce wyparki regulowane jest autotransformatorem 1.

Pary z wyparki przepływają poprzez nasadkę (4) do chłodnicy (5). Uzyskany destylat zbierany jest w odbieralniku destylatu (7). Podczas pomiarów temperatura mierzona jest termometrami: T1 - wody wrzącej w wytwornicy pary T2 - cieczy w wyparce T3 - pary opuszczającej wyparkę. 4. Metodyka pomiarów Rys. 1 Schemat aparatury doświadczalnej. Po zapoznaniu się z aparaturą należy: a. Ustawić odpowiednie położenie bełkotki (wysokość między bełkotką a lustrem cieczy). b. Doprowadzić wodę do wytwornicy pary strumień wody wypływający z regulatora poziomu wody powinien wynosić około 6 dm 3 /h. c. Doprowadzić wodę do chłodnicy. d. Podgrzać ciecz w wyparce do temperatury 100 C.

e. łączyć wytwornicę pary po uzyskaniu temperatury wody (T1) równej 95 C ustalić za pomocą autotransformatora 2 napięcie na grzałkach wytwornicy wg wskazań prowadzącego ćwiczenia. f. Po ustaleniu się temperatur (na termometrach T2 i T3) cieczy i pary odebrać 100 cm 3 dwufazowego destylatu. Zanotować objętość odebranej wody i substancji destylowanej. g. Ustawić inne napięcie na grzałkach wytwornicy pary i wykonać następne pomiary wg punktów e f. h. Podczas pomiarów należy tak regulować ogrzewanie wyparki (autotransformatorem 1) aby w wyparce istniała tylko jedna faza ciekła. i. Po zakończeniu ćwiczeń: - wyłączyć ogrzewanie wytwornicy pary - wyłączyć ogrzewanie wyparki - zamknąć dopływ wody do chłodnicy i wytwornicy pary. 5. Opracowanie wyników pomiarów Należy wyznaczyć zależność stopnia nasycenia E od szybkości przepływu pary wodnej. 1. Obliczenie wartości doświadczalnej stopnia nasycenia E: p E = P przy czym P należy odczytać z tablic lub obliczyć z równania ntoine a dla znanej temperatury destylacji natomiast p obliczyć z zależności: gdzie: P m m M p 18m = Py = P M m + 18m - ciśnienie zewnętrzne Pa - masa substancji lub wody w destylacie kg - masa cząsteczkowa substancji kg/kmol. 2. artość stopnia nasycenia E należy obliczyć także z równań (3) i (4) przy czym liczbę Frouda Fr należy obliczyć dla temperatury i ciśnienia panujących w kolbie destylacyjnej (t P) m w = τ ρ p

gdzie: τ - czas w którym w destylacie odebrano masę wody m s ρ p - gęstość pary wodnej w kolbie destylacyjnej kg/m 3. 3. yniki doświadczeń i obliczeń zestawić w tabelach: Tabela 1. yniki doświadczeń P =... hpa Nr T1 T2 T3 h Destylat τ Uwagi pomiaru K K K m 1 2 3 m g m g s Tabela 2. yniki obliczeń Nr m / τ E dośw. pomiaru kg/s Fr nf 1 2 3 D h M P 18P C E obl.